A feszültségstabilizáló rendszerek iránti igény jelentősen megnőtt az elmúlt években. Különös figyelmet fordítanak azokra az eszközökre, amelyek mesterséges fényforrásokkal és különösen LED-ekkel működnek. Az lm317 jelenlegi stabilizátora egyszerű, olcsó, de megbízható eszköz, amelyet megvásárolhat vagy összeszerelhet. Ez utóbbi esetben ismernie kell a műszerezés alapvető szabályait, a biztonsági követelményeket, amikor villamos energiával dolgozik, és szabványos elemkészletet kell készítenie.
- Mire szolgál az áram és a feszültség stabilizálása?
- A stabilizáló eszközök típusai
- Relé
- Elektronikus
- Elektromechanikus
- Ferroresonáns
- Inverter
- Lineáris eszköz diagramok
- Fő jellemzők
- Teljesítmény és bemeneti feszültség
- Eszköztervezés
- Impulzus meghajtók
- Csatlakozási diagramok
- A legegyszerűbb stabilizált tápegység
- Beépített stabilizátor tápegység
- Stabilizátor áramkör szabályozott tápegységgel
- Alkalmazási terület
Mire szolgál az áram és a feszültség stabilizálása?
Az otthoni elektromos készülékek száma folyamatosan növekszik. Az elmúlt években az elektromos készülékek száma többször megnőtt. Ennek eredményeként megnőtt az igény az elektromos hálózatok feszültségszintjére. Sőt, a legtöbb épület (lakossági és ipari) és erőmű több mint 30-40 évvel ezelőtt épült.
Néhány modern eszközt beépített stabilizátorokkal gyártanak - kis áramkörökkel, hogy megakadályozzák az áramfeszültség okozta károkat. De a legtöbbjük nem tartalmaz további eszközöket, és még a hálózat kismértékű csökkenése is kiégéssel fenyeget. A nagy háztartási készülékek (nem digitális) nagy kockázatnak vannak kitéve. Különösen kazánok és mosógépek.
A károsodás elkerülése és a hálózat feszültségének biztosítása érdekében stabilizátorokat helyeznek el. Ez nem kötelező minden otthonban. Ha az épület állandó áramellátással rendelkezik, komoly ingadozások nélkül (220 V-on belül, legfeljebb 10% -os hibával), nincs értelme további eszközöknek. De ha a túlfeszültségek állandóak, a stabilizátor felszerelése megtakarítja a berendezéseket és áramot biztosít.
A stabilizáló eszközök típusai
Az eszköz megvásárlása előtt meg kell ismerkednie a főbb típusokkal és jellemzőkkel. Mindegyiknek vannak előnyei és hátrányai, amelyeket különböző feszültségszintekhez és eszközök számához terveztek. A munka elvei is eltérőek.
Relé
A legjobb lehetőség magán- és vidéki házak, lakások számára. A transzformátorra több mágneses tekercs van felszerelve. A feszültségesés pillanatában kapcsolás történik közöttük, ami lehetővé teszi a feszültségáram fenntartását ugyanabban az üzemmódban. A hátrányok a következők:
- az energiaáramlás változása lépésenként (hirtelen, szakaszosan);
- a feszültségáram szinuszos görbülete;
- alacsony energia a visszarúgás pillanatában.
Az ilyen eszközök költsége sokkal alacsonyabb, mint a stabilizátorok más modelljei. A tulajdonosok véleménye jó, a készülék elegendő otthoni hálózatokhoz.
Elektronikus
Kétféle elektronikus "töltő" stabilizátor létezik - triac és tirisztor. Az elsőben a tekercsek közötti váltást automatikus üzemmódban egy kis mechanizmus - egy triac - végzi. A készülék hatékonysága magas, gyorsan működik. A háztartási használat szempontjából jelentős plusz a zajtalan működés. A második típus nem olyan hatékony, általában otthoni hálózatok stabilizálására szolgál, nagy feszültség nélkül. A legnevezetesebb hátrány a költség.
Elektromechanikus
További nevek: szervomotor, szervomotor. A működési elv - egy elektromos hajtás segítségével a szénelektróda a tekercsek mentén mozog, megszakítás nélküli feszültséget létrehozva. Gyakran háztartási igények és kis helyiségek (otthon, nyaraló, iroda) vásárlására szolgál. Előnyök - ár, tömörség, sima váltás. Hátrányok - zaj, lassú kapcsolási sebesség.
Ferroresonáns
Az utóbbi években ritkábban használják a modernebb eszközök megjelenése miatt. A ferrorezonancia-hatás a transzformátor és a kondenzátor közötti kölcsönhatás rendszerében jelentkezik. Az eszközök nagy méretűek, zajosak, és nem működnek hirtelen és jelentős túlterhelés esetén. Előnyök - hosszú élettartam, magas páratartalmú helyiségekben való használat képessége.
Inverter
Az ilyen típusú eszközök nagy teljesítményűek és drágák. A mindennapi életben és a nagy ipari helyiségekben használják. A fő különbség egy kristályoszcillátor és egy vezérlő, amelyek a bemenet feszültségét egyenárammá, a kimenetnél pedig váltakozó áramgá alakítják. Az egyidejű kettős alakítás lehetővé teszi, hogy különböző áramszintekkel dolgozzon - 115 és 300 volt között. Előnyök - nincs zaj, kis méret, gyors kapcsolás és szabályozás, egyéb kiegészítő funkciók (például a háztartási gépek túlfeszültség elleni védelme).
Lineáris eszköz diagramok
Az lm317 áram stabilizálója egy olyan eszköz, amely lineáris feszültség kapcsoló áramkörön működik. Ilyen mikrokapcsolatokat használnak olyan hálózatokhoz, ahol nincs szükség nagy hatékonyságra és túlzott teljesítményre. Különösen a LED-ek működésének támogatására. Előnyök:
- védelem hirtelen túlfeszültségek, túlzott teljesítményszintek ellen;
- az áram polaritásának megfordítása a bemeneti elemnél;
- további alkatrészek és eszközök hiánya.
A hátrányok közé tartozik az alacsonyabb hatékonyság - az előírtnál nagyobb feszültséget fűtéssé dolgozzák fel, ezért további hűtésre van szükség.
A stabil működéshez pozitív áramkülönbség szükséges a bemeneten és a kimeneten - a lineáris stabilizátorok leállnak, ha 0,4 V-os esés (akár 0,5 V-nál is). Ezért az lm317 áramellátását áram- és feszültségszabályozással nem használják nagy méretű eszközök és "nehéz" hálózatok számára.
Fő jellemzők
Az lm317 feszültségszabályozója az áramellátás egy bizonyos tartományán belül működik. A határértékek minimum 1,25V, maximum 37V. A kimenetnél a feszültségteljesítmény nem haladja meg az 1,5 Ampert, az instabil kapcsolat esetén a hiba legfeljebb 0,1%.
Az lm317 mikrokapcsoló feszültségszabályozója további belső védelmi rendszerekkel rendelkezik: rövidzárlatoktól, hőtúlfeszültségektől, a "túlzott" feszültség túlzott elvezetésétől.
A hőkorlátozást speciális mikroszenzorok biztosítják, amelyek garantálják a berendezések védelmét az eloszlott teljesítmény túllépése ellen - ha ez megtörténik, a készülék egyszerűen kikapcsol és nem szenved.
Teljesítmény és bemeneti feszültség
Ahhoz, hogy az áramszabályozó működjön az lm317 áramkörön, a bemeneti rész feszültsége nem lehet magasabb 40 voltnál. Ebben az esetben a bemenetek és kimenetek minimális áramkülönbségének meg kell haladnia a 2 V feszültséget.
Ahhoz, hogy a feszültségszabályozó működjön az lm317-en, az áramkörnek nem szabad 1,5A-nál nagyobb terhelést elérnie. Ha nincs további hűtés, a szint csökken. A hozzávetőleges teljesítményt két mutató - a villamos energia teljesítménye, valamint a bemenet és a kimenet közötti potenciális különbség - szorzásával számítják ki.
30 ° C-ig terjedő környezeti hőmérsékleten legfeljebb 1,5 W teljesítményveszteség megengedett (ha nincs hűtőborda). Normál hőelvezetési szinten legfeljebb 20W elvezetés megengedett.
Eszköztervezés
Az lm317 stabilizátor áramellátás áram- és feszültségszabályozással, minimális elrendezéssel két ellenállással rendelkezik, amelyek ellenállási különbsége szabályozza a kimenet és a kondenzátorok feszültségét.A tartóelemek áramának átlagos értéke 1,25 V. Az ellenállás nem haladhatja meg a 240 ohmot.
Az lm317 diagramban a stabilizátor teste műanyagból készül. Lehetséges lehetőségek: TO 220 és 220FP, SOT23 és D2PAK. A belső védelmi rendszerek lehetővé teszik az eszköz működését a vezérlő bemenet lekapcsolása esetén.
Impulzus meghajtók
Az impulzusrendszerrel rendelkező meghajtók ugyanazok a feszültségszabályozók. Az AC feszültség lehetővé teszi a készülék működésének szabályozását. Ha a szint kevesebb, mint 2-3 Amper, nincs szükség további hőelvezetésre.
Az impulzusos eszközök "vágják" a bemeneti áramot, hogy elérjék a kívánt feszültségszintet a kimeneten. Nagy terhelésű hálózatokkal képes működni. Hátrányok - külön áramforrásra, költségre, külső "extra" elektromágneses mezőre van szükség. Nehéz otthon összeszerelni.
Csatlakozási diagramok
Az lm317 tápegységének áram- és feszültségszabályozással történő bekapcsolására szolgáló áramkör lehetővé teszi a stabilizátor használatát nem szabványos feszültségű hálózatokban. A készülék működéséhez legalább két ellenállás szükséges. A legfontosabb mutatók a referenciapont feszültsége, a kimeneti áram szintje.
A legegyszerűbb stabilizált tápegység
A feszültségstabilizátorokra nemcsak a háztartási és ipari berendezések védelme érdekében van szükség. A laboratóriumban az eszközök segítenek elkerülni a túlzott áramlást és a hálózat kiégését. Ezért a kezdők és a hivatásos technikusok általában legalább egyszerű stabilizáló blokkokat használnak.
Fő pluszok:
- könnyű összeszerelés;
- megbízható munka;
- olcsó és megfizethető alkatrészek.
A hátrányok közé tartozik az alacsony kimeneti hatékonyság, a nagy radiátorok használata és a készülék nagy mérete.
Egy szabványos eszköz több elemet igényel:
- lm317 áramkör;
- tranzisztor műanyag tokkal;
- dióda;
- két ellenállás;
- két kondenzátor;
- diódahíd.
A minimális alkatrészszám és az egyszerű kialakítás lehetővé teszi a feszültségszabályozó gyors összeszerelését és kis hálózatra történő felhasználását.
Az elemek mutatói nem kritikusak. Például az R1 ellenállása 30-50 ohm között mozoghat, és a dióda nincs felszerelve.
Beépített stabilizátor tápegység
Az integrált működési rendszerű eszközöket feszültségstabilizátorokban, audiorendszerekben, erősítőkben, tápegységekben és másokban használják. A szerkezet minden részét szilíciumkristály kapcsolja össze úgy, hogy szekvenciájuk stabilizátort képezzen. Az elektrotechnikában két típust használnak:
- félvezető használata;
- film elemek (hibrid) használatával.
A szabványos áramkör több tipikus alkatrészt tartalmaz: referenciaforrást, erősítőt, szabályozót és védelmi mechanizmust a rövidzárlat kikapcsolására és megelőzésére.
Az integrált áramkörök olyan készülékek, amelyek teljes funkcionális ciklussal rendelkeznek. Mindegyiknek van bejárata, kijárata és földi útja.
Az ilyen áramköröket csak bizonyos feszültségjelzőkkel használhatja. A megengedett határok 5 és 24 V között vannak, áram esetén - kevesebb, mint 1 A.
Az integrált áramkörök kimeneti feszültségkorlátozóval rendelkeznek. További túlmelegedés elleni védelem is beépítésre kerül.
Stabilizátor áramkör szabályozott tápegységgel
Az ellenállás kiválasztása a stabilizátor számára megengedett névleges értéknek megfelelően történik. A hibának minimálisnak kell lennie. A legjobb megoldás a pontos számítás.
Alkalmazási terület
Az LM317 mikrokapcsolaton alapuló stabilizátorokat használják a műszaki eszközök fő mutatóinak stabilizálására. Egy ilyen eszközt könnyen összeállíthat magának, a gyárilag gyártott készülék pedig olcsó. Ehhez az osztályhoz kiváló működési adatokkal és élettartammal rendelkezik, ha nincsenek túl erős túlfeszültségek.
Hátránya a feszültséghatár - legfeljebb 3 V. A TO 220 tokon alapuló stabilizátor a legolcsóbb modell, amelyet több területen használnak:
- háztartási (otthoni) hálózatok;
- laboratóriumi körülmények;
- LED világítás (fénykibocsátó diódák).
Az LM317 mikrokapcsolaton alapuló feszültségstabilizáló rendszerek megbízható, egyszerű és kényelmes eszközök. A költség kicsi, de a jellemzők pozitívak. Ezeket a stabilizátorokat gyakran használják az autók LED-jei számára.
